1824年，物理學家阿拉戈(Arago,1786-1853) 發現一種神奇的現象，並製作渦流迴轉圓盤。當銅板旋轉時，位於銅板上方的磁針也會跟著旋轉，進而發現了電磁感應的現象。1855年，法國的雷昂(Leon,1819-1869)發現渦電流。當導體在不斷改變的磁場中時，導體內部的電子由於磁場的改變，會在金屬內部生成一旋轉的感應電流，這種內部電流稱為渦電流，這些電子會以環狀形式運動，而且形成與進入金屬的磁力線相斥的磁場。
根據楞次定律，渦電流會在一個圈內流動，以抗衡磁場的改變。其流動方向與線圈方向平行，且為一封閉曲線。當先前進入金屬的磁力線逐漸要穿出金屬時，金屬內部又會產生和原先相反方向的電流，並形成和磁鐵相互吸引的磁場。也就是隨磁通量改變而呈反方向流動。然而當渦電流流動時，會在導體中產生熱，引致能量損失。
有天和科學狂人、泡泡龍老師相約去逛台南專門做大批發的倉庫，看到這顆地球以及球上的舞偶，二話不說，直接掏錢先買了三座回家！有時候購物就真的是可遇不可求，怕的就是沒機會再看到它。那麼，究竟這顆地球有何玄妙之處呢？它為什麼在臺座上會轉動？又為什麼會讓站在地球上的舞偶隨之旋轉起舞呢？讓我們一起來看看它的內部構造吧！
首先，將卡榫打開，地球殼即分成左右兩半
圖片中的左半球僅為空殼，而右半球則是機關重重
仔細一瞧，這組機關用中間的金屬桿固定在球殼上
一旦驅動時，金屬桿做為轉軸，由馬達驅動，帶動內部的齒輪組
整組機關便以它為軸心而轉動著
右下角圓圓的這一區塊，是機關中的揚聲器（喇叭）
不過，這類型轉動玩具的音樂聽來聽去，似乎只有小甜甜布蘭妮的歌而已
動感舞曲聽久了，還真覺得吵了點
這個頗有份量的灰色重錘，有點像不倒翁底座的功能
是在滾動時讓整組機關回歸到原本位置的重要元件
少了它將重心移至轉軸下方，球就會飄忽不定，沒有一定的旋轉規則可循
上面那塊圓圓的氧化鐵磁鐵，固定在黑色活動伸縮底座上，功能為開關
當它被吸附住時，內部電路才能連通，少了它的存在，將如同斷路
如何吸附成通路？待會兒告訴你！
將機關半球擺在臺座上，就如同照片所示，重錘在下，磁鐵開關在下
機關和臺座大約呈３０度角
當塑膠球殼在臺座上旋轉時，摩擦力必定是個不利轉動的因素
所以在臺座內的軌道中，加顆鋼珠當做軸承
滾動摩擦當然小於滑動摩擦，真是個不錯的設計
當塑膠球殼旋轉時，站在球上的舞偶也會跟著邊移動邊旋轉。如果只是一個普通的塑膠製品，當然不可能有移動和轉動的表現。翻轉底座一看，原來底座中心有顆強力磁鐵，就是貼著花瓣圖案的那塊，這就是旋轉的秘密。
當把舞偶放在球殼上時，舞偶底座的強力磁鐵便會把內部的氧化鐵磁鐵向上吸。一旦氧化鐵磁鐵被吸離活動伸縮底座時，原本在機關內部分離開的兩個電極板就會被擠壓在一起而形成通路，電流進而驅動內部馬達及齒輪組，並帶動地球的轉動。
不過由於轉軸位置的關係，氧化鐵磁鐵只能固定在赤道上轉動。而舞偶底部的強力磁鐵受到氧化鐵磁鐵移動的影響而產生渦電流，便會隨著在赤道上轉動起來。兩位舞者邊移動邊旋轉，真神奇也真好看！不過也真的佩服設計者的巧思。
如果將周圍燈光關掉，就會發現內部的LED燈也發亮著
還真是個華麗的舞池
沒有留言:
張貼留言